Эффект Кондо

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Эффе́кт Ко́ндо — эффект увеличения электрического сопротивления слаболегированных магнитными примесями немагнитных металлических сплавов при температурах, близких к абсолютному нулю. Назван в честь японского физика Дзюна Кондо (англ. Jun Kondo), давшего явлению теоретическое обоснование. Температуру, при которой наблюдается минимум сопротивления называют температурой Кондо.

История открытия[править | править вики-текст]

Зависимость сопротивления золота с небольшой примесью железа от температуры в эксперименте 1936 года

В 1930-х годах Мейснер и Войт наблюдали аномальное увеличение сопротивления чистых золотых образцов при температурах, меньше 10 К. В действительности оказалось, что при их изготовлении они были загрязнены небольшим количеством примесей железа.[1] В 1964 году Дзюн Кондо показал, что причиной наблюдаемого явления могут быть взаимодействия между спинами электронов проводимости и спинами примесей.[2]

Теория[править | править вики-текст]

Эффект наблюдается в металлических сплавах, где концентрация спинов может составлять до нескольких ppm. Это приводит к тому, что собственная энергия спина во взаимодействии является доминирующим фактором. При понижении температуры до единиц кельвинов, магнитные взаимодействия между спинами примесей и электронами проводимости начинают влиять на характер рассеяния последних. Подобные взаимодействия локализированных спинов обычно описывают РККИ-обменным взаимодействием. Температура, при которой наблюдается минимум сопротивления, называется температурой Кондо и она определяется выражением

T_\mathrm{K} = \frac{D}{k_\mathrm{B}} \exp\left(-\frac{D}{2|J|}\right),

где D — ширина энергетической зоны, k_\mathrm{B} — константа Больцмана, J — обменный интеграл. Зависимость сопротивления от температуры T при этом определяется выражением

 R(T) = R_0(T) + c\left(\frac{J^2}{D}\right)s(s+1)A\left[1 - \frac{2J}{D}\left(\ln\frac{D}{k_\mathrm{B}T}\right)\right],

где R_0 — немагнитный вклад в сопротивление, c — концентрация примесей, s — спин примесей, A — сосредоточенный параметр.[3][4]

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  1. Mattis, D. C. The theory of magnetism made simple: an introduction to physical concepts and to some useful mathematical methods. — World Scientific, 2006. — 565 p. — ISBN 9789812385796.
  2. Stöhr, J. and Siegmann, H. C. Magnetism: From Fundamentals to Nanoscale Dynamics. — Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. — ISBN 978-3540302827.</ref>

Ссылки[править | править вики-текст]